Телеметрия (часть 1)
С аналоговой схемой - один вход и практически никакой обработки -на входе то уже дельта.
Так может говорить только человек с малым опытом проектирования аналоговых измерительных устройств.
Несколько ранее Дикой очень отстаивал то, что нехер загружать
микроконтроллер и по возможности лучше операцию (модуляция) поручить внешнему спец контроллеру. Теперь ситуация с применением цифровых датчиков вместо аналоговых-
Не надо путать тёплое с мягким. Чтение датчиков у меня занимает 2,5 мС, вычисление угла 800 мкС. “Лишнее вычитание” занимает десяток тиков МК, а это единицы микросекунд. Я бы не сравнивал это с модуляцией FSK.
Но при датчиках из ОДНОЙ КОРОБКИ мне представляется что так должно быть.
Да нихрена. Мои датчики тоже из одной коробки, причём цифровые и калиброванные. А всё равно показания расходятся.
Кстати у Dikoy в файле с результатами температура корпуса у датчиков разная, интересно это разница от показаний внутреннего датчика температуры иль она в реалии разная?
В реальности. Например, передний датчик нагревается потоком от ДВС сильнее заднего. В цифре есть компенсация температуры корпуса, в аналоге нет. Плюс у меня в принципе нет проблем с шумами - работают всегда и везьде.
Сигналы с датчиков просто вычитаются, термокомпенсация не используется за ее ненужностью (датчики имеют одну температуру).
Вот только параметры датчиков не могут быть одинаковыми. Это НЕВОЗМОЖНО.
А хрен его знает зачем Дикой их калибрует
Затем, чтобы получить относительную точность равную разрядности.
Я уже писал и вполне внятно, что пирогоризонт работает тем хуже, чем меньше дельта зенит/земля. В солнечную погоду с дельтой 30 градусов точности 0,5 градуса хватит за глаза. А в туман дельта 1 градус, и что мы будем делать?.. Могу выложить видео, как работает пиропилот в туман. Только ужать надо - 170 метров 😦
Цитата:
Сообщение от Pank
С аналоговой схемой - один вход и практически никакой обработки -на входе то уже дельта.Так может говорить только человек с малым опытом проектирования аналоговых измерительных устройств.
А расшифровать можно, в чем я ошибаюсь?
Не надо путать тёплое с мягким. Чтение датчиков у меня занимает 2,5 мС, вычисление угла 800 мкС. “Лишнее вычитание” занимает десяток тиков МК, а это единицы микросекунд.
На два датчика - 2,5 мс
А на одну дельту? Экономия существенна
Вот только параметры датчиков не могут быть одинаковыми. Это НЕВОЗМОЖНО.
Это относится и к цифровым
Посмотрим , выйдет ли у Вас с вашими цифровыми лучше чем у FMA с аналоговыми. Подождем.
На два датчика - 2,5 мс
На все 4 датчика 2.5 мС. Это при полностью софтварном интерфейсе. Софтварный опрос АЦП займёт столько же. Если я посажу датчики на полноценный I2C опрос не будет занимать вообще ничего, т.к. будет проходить аппаратно в одном единственном прерывании.
А расшифровать можно, в чем я ошибаюсь?
В аналоговой схеме к дрейфу самих датчиков плюсуется дрейф ВСЕХ элементов схемы. А также их изначальная ошибка. Таким образом, от калибровки нукуда не уйти. Если хочется выжать максимум.
Посмотрим , выйдет ли у Вас с вашими цифровыми лучше чем у FMA с аналоговыми.
Как будем оценивать “лучшесть”? 😃
Это относится и к цифровым
Да. Но с цифрой проще и у неё нет целой кучи недостатков аналога.
Человек с большим опытом проектирования аналоговых измерительных устройств считает, что в цифровом пирометре после датчика нет элементов с дрейфом (усилитель) ?
Человек с большим опытом проектирования аналоговых измерительных устройств считает, что в цифровом пирометре после датчика нет элементов с дрейфом (усилитель) ?
Тут, думается дело не в дрейфах…😃
А в синдроме велоизобретения.
С одной стороны- есть проверенное, продающееся тысячами экземпляров (и успешно) устройство (FMA).
И если цель- сделать на его основе проект, то нет смысла ничего “улучшать”- оно и так отлично работает.
А если цель- сам процесс изобретения, тогда мы имеем эту вот дискуссию 😍
Проблема из разряда :“а давайте откажемся от Windows”, чтобы забить баки проклятому Гейтсу…
В отечественном фольклоре: “докажу своей маме- отморожу себе нос…”
Сделал систему определения ориентации по 3 парам пирометров, работает в любом произвольном положении аппарата.
Следующий шаг - коррекция показаний компаса по углам ориентации аппарата, полученным с пирометров, опрос GPS, ПИД алгоритм приведения аппарата к нужной ориентации.
Сделал систему определения ориентации по 3 парам пирометров, работает в любом произвольном положении аппарата.
В смысле, в результате мы получаем два угла - крен и тангаж - с приемлемой (ну, скажем, до 5 градусов) точностью ? Без муторных предполетных калибровок (над асфальтом не стой, в траву не смотри… 😉) ?
Если да, то поделитесь, pls, рабочим алгоритмом; - давно хочу добавить на экран линеечку авиагоризонта…
В смысле, в результате мы получаем два угла - крен и тангаж - с приемлемой (ну, скажем, до 5 градусов) точностью ? Без муторных предполетных калибровок (над асфальтом не стой, в траву не смотри… 😉) ?
Если да, то поделитесь, pls, рабочим алгоритмом; - давно хочу добавить на экран линеечку авиагоризонта…
Да, 2 угла, крен и тангаж. Калибровка автоматом непрерывно в полете. С приемлемой точностью - это зависит от Ваших пирометров. Мне пришлось апроксимировать функцию чувствительности датчиков от угла падения на них света (задана в доке на датчики), построить функцию завистмости выхода датчика от затенения землей сегмента поля зрения (от 0 до 100%), найти обратную функцию, апроксимировать ее чем-нибудь несложным и ввести поправочные коэффициенты в обсчет.
Если без коэффициентов, то всё просто как мычание.
Берете 3 выхода с пар пирометров и рассматриваете их как проекции вектора нормали к плоскости самика на систему координат, привязанную к земле.
Система координат по курсу вращается вместе с самиком, а по крену и тангажу не вращается, т.е. привязана к земле.
Нормирование этого вектора (n=sqrt(x*x+y*y+z*z); x/=n;y/=n;z/=n) дает непрерывную автокалибровку в полете.
Зная компоненты этого вектора после нормирования, находите углы тангажа и крена как арксинусы, арккосинусы или арктангенсы, как уж Вам удобнее.
Теперь поправочные коэффициенты. Зная функцию зависимости угла от выхода с пары пиромеров, домножаете компоненты этого вектора на значение этой функции перед нормировкой. Еще проще - из-за того, что чувствительность датчиков нелинейна в зависимости от угла падения на них света, у меня при выходе с пары датчиков в районе, близком к нулю посчитанный угол в 1.36 раза больше, чем реальный. Дальше, при дальнейшем увеличении угла крена-тангажа или всего вместе до 45% погрешность уменьшается, и в 45% становится математически строго 0, кстати, при любых типах датчиков. Еще дальше вклад пар датчиков, бывших горизонтальными, в погрешность, стремится к 0 и при приближении к 90 градусам начинают опять играть поправочные коэффициенты, но уже на другой(их) паре(ах) датчиков.
Все расчеты проводились в маткаде при следующих приближениях: излучение от Земли равномерное по полусфере, А (может меняться во время полета), излучение от неба равномерное по полусфере, В (может меняться во время полета), земля - бесконечная плоскость, система пирометров находится строго на границе земли и неба, т.е. полсферы-земля, полсферы - небо. Думаю, с достаточной для нас точностью проканает.
Да, кстати, всё это подразумевает то, что железка знает, какое напряжение с пироголовы соответствует 0 градусов. Для этого я вывел со своих голов VCC/2, который, как все знают, не всегда строго VCC2, и подал на отдельные входы АЦП. В итоге калибровка по значению 0 мне просто не требуется, ибо я всегда знаю, где у меня 0, а калибровка по размаху выхода идет автоматом при нормировании вектора. Разумеется , с двумя парами пирометров это не проканает, нужно 3.
Аттачи по-прежнему не пашут. Выложил немного скриншотов на стороне: smalltim.ru/autopilot/screenshots/
а что кстати есть микроэлектромеханика?
Преобразователи физических величин в электрические с помощью электромеханических преобразователей (в основном емкостных), но выполненных в микроэлектронном исполнении (на кристалле)
К ним, относятся, например: акселерометры, гироскопы(ДУС-ы), датчики давления…
И при датчиках “из одной коробки”, при специально заказанной на изготовление партии, всегда требуется индивидуальная калибровка по температуре. (Конечно, если точность нужна не ±лапоть 😃 )
Ибо любой материал имеет свой температурный коэффициент расширения и плывущие вследствии этого параметры.
В отечественном фольклоре: “докажу своей маме- отморожу себе нос…”
Всё не так примитивно, как Вы думаете.
Моя цель не “содрать”, а изучить. Более того, я даже не стремлюсь к продукту, как это делает смалтим. Это он хочет сделать юзабельную штуку, я же рассматриваю свои датчики как платформу для отработки алгоритмов.
Например, изучение пирометров и других датчиков с последующим моделированием их комбинаций дало новую схему автопилота, с весьма интересным набором датчиков. Сейчас это вундерваффе изготавливается для лётных испытаний. Если полетит - ура товарищи. Значит мой дисер будет хорошим.
Человек с большим опытом проектирования аналоговых измерительных устройств считает, что в цифровом пирометре после датчика нет элементов с дрейфом (усилитель) ?
Эти элементы не связаны с датчиком проводами, не имеют ОС из китайских резисторов на плате, площадью неск. сантиметров. И изготовление этих усилителей несколько отличается от изготовления “ширпотребных” ОУ.
Добрый день.
Разрешите вклинится в обсуждение со своими вопросами. Прочитал только четверть ветки, руки чешутся, а информация так размазана по всей ветке. Вобщем…
В наличии есть
mpx5010dp
mpxa6115a
в блоге smalltim-а есть такая картинка:
rcopen.com/files/000000000000000000000000
на фото датчик mpxv5010gp. Насколько я понял из датащита, он отличается тем, что имеет только один сосок для пвд, а второй у него смотрит в монтажную плату. Т.е. я смогу использовать свой датчик? В датащите в распиновке датчика есть какие-то style1, style2, style3 с обозначением выходов Vs, Gnd, Vout. +Vout, -Vout, Vs, Gnd и т.д. Мне придется плату разводить под мой. Не поможете разобраться? А может, у кого-либо уже готовая разведенная плата есть (ну т.е. разводка платы)?
На датчик 6115 на свежую голову с утра поищу датащит, посмотрим.
Будут ли прошивки, скомпилированные под мегу ai работать в корпусе pi? Все же конфигурации немного разные (в ai на 2 канала ацп больше, может ещё какая разница есть). Какую прошивку посоветуете? GPS использовать не планируется.
Разводка под PDIP Мегу есть, но не оптимальная. В смысле, там с землей, помехами и прочим не было проведено хоть сколько-нибудь серьезной работы (а вот за текущий вариант, TQFP32, коллегам по ветке спасибо, помогли не накосячить!).
Если интересно, могу выслать печатки под PDIP по почте, я в свое время их заказывал немного. Но выглядят они нифига не так гламурно и винтажно, как нынешние.
5010DP и GP отличаются только сосками. Можно использовать.
6115A у Вас в каком корпусе? Может статься, текущий вариант под PDIP вообще не придется переразводить.
Прошивки работать должны, но сколько у PDIP Меги полноценных 10-битных каналов АЦП, я уже и не помню. Вроде те же 8.
В худшем случае могут быть проблемы с датчиком тока.
Можно брать прошивку 232, при отсутствии GPS соответствующее место на экране просто будет пусто.
Например, изучение пирометров и других датчиков с последующим моделированием их комбинаций дало новую схему автопилота, с весьма интересным набором датчиков.
Эти элементы не связаны с датчиком проводами, не имеют ОС из китайских резисторов на плате, площадью неск. сантиметров. И изготовление этих усилителей несколько отличается от изготовления “ширпотребных” ОУ.
Все это без подтверждений голые слова. Мало того -иногда просто глупость.
Допустим китайский (а почему китайский?) внешний резистор в ОС практически всегда по параметрам будет лучше чем резистор сформированный на кристалле в микросхеме. И это без обсуждений - моя специальность и практика.
Когда Вас еще не зачали я в институтской лаборотории экспериментировал с измерительными дифусилителями ,как правило выполненными на трех ОУ.
И резисторы в ОС там использовались класса не хуже 0,1. На одном кристалле схему с подобными параметрами создать было невозможно.
Собственно я усомнился в необходимости применения цифровых пирометров вместо аналоговых. Пока от сделавших выбор в пользу цифровых серьезных аргументов не услышал.
Для нашего применения важно лишь одно - в диапазоне температур применения (допустим -15 - +40) и диапазоне возможных изменений температуры неба и земли разница сигналов датчиков не будет превышать величину ,приводящую к крену не более пары град.
Эти измерения кто-то делал ?
Если нет - то и разговор пустой .
внешний резистор в ОС практически всегда по параметрам будет лучше чем резистор сформированный на кристалле в микросхеме. И это без обсуждений - моя специальность и практика.
Тут надо вспомнить про существенные технологические перемены, прошедшие с момента
Когда Вас еще не зачали
Потому и
На одном кристалле схему с подобными параметрами создать было невозможно
Без лазерной подгонки и прочих современных технологических выкрутасов, ставших нормой жизни, (просто за баппки) - как создать высоко точную матрицу R-2R для 16 бит ЦАПа к примеру с суммарной погрешностью на уровне МР ?
Хотя согласен, это отступление от темы. Тем не менее прогресс решений на одном кристалле за ближайшие 24 года сильно ушёл вперёд - так что лично я не исключаю, что решение преобразования инфы на месте образования в цифру будет точнее и в конечном итоге лучче аналога. Расширение за ближайшие 3-5 лет номенклатуры датчиков с встроенным АЦП (тех же гир/ДУСов) это косвенно подтверждает. Умы Analog.Com свои баппки не зра проедают.
Ну и про жестокую экономию массы/места в FPV - экраны хреновые, пол ватта гигагерца видео под боком и тд. - тоже внесут свою лепту в потенциальное преимущество “сразу в цифру” применительно к пирометрам да и другим датчикам.
Тут надо вспомнить про существенные технологические перемены, прошедшие с момента
Я даже больше скажу. С того момента, как меня зачали, технология активно отгребает от изготовления элементов ОС на кристалле. В последних АЦП АДи ОС сделана по принципу ШИМа, то есть точность в бОльшей мере зависит от частотных свойств сигнала ОС, а не от его электрических параметров. ШИМ-ЦАПы вообще давно норма жизни. Особенно силовые.
Эти измерения кто-то делал ?
Непосредственно вчера.
Тем не менее прогресс решений на одном кристалле за ближайшие 24 года сильно ушёл вперёд - так что лично я не исключаю, что решение преобразования инфы на месте образования в цифру будет точнее и в конечном итоге лучче аналога. Расширение за ближайшие 3-5 лет номенклатуры датчиков с встроенным АЦП (тех же гир/ДУСов) это косвенно подтверждает.Ну и про жестокую экономию массы/места в FPV - экраны хреновые, пол ватта гигагерца видео под боком и тд. - тоже внесут свою лепту в потенциальное преимущество “сразу в цифру” применительно к пирометрам да и другим датчикам
Полностью разделяю это мнение.
Только вот пришло уже время или нет?
Сомнений нет для устроиств где нужно количественно измерять (термометр)
Непосредственно вчера.
Результаты секрет?
Кстати, глянув на фото скажу- что верить нельзя результатам.
По всей видимости в поле измерений датчиками попадает коробка .
Если же у этих датчикав малый угол, то что коробка не попадает в угол обзора - то эти датчики не подойдут для стабилизации
Вобчем сомнения мои не развеяли.
Пока аналог не буду на цифру менять.
Тем паче практически во всех параллельных забугорных проектах так и используют аналог.
глянув на фото скажу- что верить нельзя результатам.
Там и горизонта теплового нет: здания в 50 метрах такой фон создают!
Проблема решается гораздо проще и - не вылезая на крышу, как мартовские коты 😁
У ФМА шной головы выходное напряжение от “неба” до “земли” меняется ровно на ±1 вольт.
Вверх- от 1,65 до 2,73 и вниз- до 0,65.
Больше не бывает даже летом в ясный день.
Поэтому я брал кружку с толчёным льдом и солью (-13*), подносил её к одной стороне датчика- и получал этот самый вольт.
Двигая её тихонько вверх- вниз получал “крен”.
И никакого лазания по крышам.😒
Прошивки работать должны, но сколько у PDIP Меги полноценных 10-битных каналов АЦП, я уже и не помню. Вроде те же 8.
Мега в разных корпусах соврешенно идентична по набору периферии за исключением одного момента: в ДИПе входы 7 и 8 каналов АЦП не выведены из корпуса. И только.
Поэтому я брал кружку с толчёным льдом и солью (-13*), подносил её к одной стороне датчика- и получал этот самый вольт.
Круто. Зависимость напряжения от угла крена имеется?
Там и горизонта теплового нет: здания в 50 метрах такой фон создают!
Этот фон меняется во времени?
Пока аналог не буду на цифру менять.
Да Вас, вроде, никто и не призывал.
Кстати, глянув на фото скажу- что верить нельзя результатам. По всей видимости в поле измерений датчиками попадает коробка .
А на самолёте попадают крылья и т.п. И что? Калибровка, она не просто так придумана и глушит все постоянные составляющие, будь то коробка или фюзеляж.
Результаты секрет?
Пока не обработаны. Терпение 😉
По предварительным данным статическая характеристика повторила лабораторный результат.
Круто. Зависимость напряжения от угла крена имеется?
Не было цели снимать эту зависимость: “диссер” я написал 20 лет назад 😁
А вот нужда иметь возможность настраивать систему , не прыгая по крышам- была.
Что я т сделал 😒